KR100610467B1

KR100610467B1 - 투영 노광장치

Info

Publication number: KR100610467B1
Application number: KR1020040005579A
Authority: KR
Inventors: 이이즈카카즈오; 이소하타준지; 타나카노부요시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2006-08-08
Also published as: JP2004233893A; DE602004009843D1; CN1287224C; EP1443364A2; DE602004009843T2; CN1519651A; US7158210B2; KR20040070038A; US20040150805A1; JP3689698B2; TW200423199A; EP1443364A3; TWI249183B; EP1443364B1

Abstract

패턴의 반복 노광에 적절한, 소형·저비용의 투영 노광 장치를 개시한다. 투영 노광장치는, 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크에 광을 조사하는 조명계와, 상기 마스크로부터의 광을 상기 피노광 부재에 투사하는 투영계와, 상기 피노광 부재를 이동시키는 노광 스테이지와, 상기 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지를 가진다. 상기 광조사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 노광 스테이지의 스텝 구동이 교대로 행해진다. 또한, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 노광 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시킨다.

Description

투영 노광장치{PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제 1실시예인 액정기판 노광장치의 주요부 개략도.

도 2는 상기 제 1실시예의 액정기판 노광장치에 이용된 노광용 마스크의 설명도.

도 3은 상기 제 1실시예의 액정기판 노광장치에 의한 노광 기판에의 패턴 노광의 개략 설명도.

도 4는 상기 제 1실시예의 액정기판 노광 장치에 이용되는 차광 블레이드의 개략 평면도.

도 5는 상기 제 1실시예의 액정기판 노광 장치에 의한 피노광 기판에의 패턴 노광(초기 및 종기)을 설명하는 모식도.

도 6은 상기 제 1실시예의 액정기판 노광 장치에 있어서의 동작 타이밍도.

도 7는 상기 제 1실시예의 액정기판 노광 장치의 동작을 나타내는 흐름도.

도 8은 상기 제 1실시예에서 이용되는 다른 노광용 마스크의 설명도.

도 9는 상기 제 1실시예의 액정기판 노광 장치로 노광된 피노광 기판의 설명도.

도 10은 본 발명의 제 2실시예인 액정기판 노광 장치에 이용되는 노광용 마스크의 설명도.

도 11은 상기 제 2실시예의 액정기판 노광 장치에 의한 피노광 기판에의 패턴 노광의 개략 설명도.

도 12는 상기 제 2실시예의 액정기판 노광 장치에 의한 피노광 기판에의 패턴 노광(초기)을 설명하는 모식도.

도 13은 상기 제 2실시예의 액정기판 노광 장치에 의한 피노광 기판에의 패턴 노광(종기)을 설명하는 모식도.

도 14는 상기 제 2실시예의 액정기판 노광 장치에 있어서의 동작 타이밍도.

도 15는 상기 제 2실시예의 액정기판 노광 장치의 동작을 나타내는 흐름도.

도 16은 상기 제 1실시예 및 제 2실시예의 액정기판 노광 장치를 이용한 노광공정을 포함한 본 발명의 제 3실시예의 액정 디스플레이 패널의 제조 흐름도.

도 17은 도 16에 있어서의 노광 공정의 흐름도.

도 18은 본 발명의 제 4실시예의 액정기판 노광 장치에 이용되는 노광용 마스크의 설명도.

도 19는 상기 제 4실시예의 액정기판 노광 장치에 의해 노광된 피노광 기판의 설명도.

도 20은 본 발명의 제 5실시예의 액정기판 노광 장치에 이용되는 노광용 마스크의 설명도.

도 21은 상기 제 5실시예에서 이용되는 다른 노광용 마스크의 설명도.

도 22는 종래의 주사형 노광 장치의 주요부 개략도.

<간단한 도면부호에 대한 설명>

1: 마스크 스테이지 2: 투영렌즈

3, 85: 피노광 기판 4, 14, 81: 마스크

5: 기판 스테이지 7: 조명계

9a, 9b: 차광 블레이드 10: 블레이드 스테이지

82: 마스크 스캔 스테이지 83: 투영 광학계,

84: 기판 스캔 스테이지

본 발명은 피노광 부재를 소정의 방향으로 이동시키면서 포토마스크(photomask), 레티클 등의 마스크(원판) 패턴을 노광 전사하는 투영 노광 기술에 관한 것이다.

도 22에는, 액정 디스플레이 패널 등에 이용되는 대형 기판에 대해서 회로 패턴을 노광하는 투영 노광장치(스캔 노광 장치)를 나타내고 있다.

도 22에서, (81)은 마스크, (82)는 마스크 스캔 스테이지, (83)은 투영 광학계, (84)는 기판 스캔 스테이지, (85)는 피노광 기판이다.

이 스캔 노광 장치에 있어서, 피노광 기판(85) 위에 회로 패턴을 전사하는 경우에는, 사진에서 말하는 네거티브 필름에 상당하는 마스크(81)에 노광광을 도 22 중의 화살표 방향에서 조사한다. 마스크(81)에 형성된 마스크 패턴을 투과한 광은, 투영 광학계(83)에 의해서 상면측에 마스크 패턴의 상을 결상한다. 이것에 의해, 상기 마스크 패턴상의 결상 위치에 배치된 피노광 기판(85) 위에 마스크 패턴상이 노광된다.

그런데, 액정 디스플레이 패널 등의 대형 기판에의 회로 패턴의 노광을 실시하는 투영 노광장치에 있어서, 피노광 기판 위에 소망의 마스크 패턴을 일괄 노광하기 위해서 대구경의 투영 광학계를 장비하는 것은, 장치의 설치 면적, 장치의 중량, 안정성, 장치 비용상의 과제가 된다. 그래서, 마스크 패턴상을 슬릿 형상으로 결상시키는 투영 광학계를 이용하여 이 투영 광학계에 대해서 마스크와 피노광 기판을 스캔 이동시킴으로써, 대구경의 투영 광학계를 필요로 하지 않고, 소규모의 장치에서도 대면적 노광을 행하는 것이 가능하다.

이 경우, 피노광 기판(85) 위에 형성하는 마스크 패턴상의 크기 및 투영 광학계의 투영 배율을 가미한 크기의 마스크(81)와 피노광 기판(85)을, 노광 광량을 제어하면서 일정 속도로 도 22 중의 화살표 방향으로 이동시켜 스캔 노광을 실시한다.

또한, 스캔 노광을 실시하는 투영 노광장치로서는, 일본국 특개평 11-2l9900호 공보에서 제안되어 있는 것 등이 있다.

또, 대형의 피노광 기판에 고밀도로 주기적 패턴을 투영 노광하는 투영 노광 장치로서 일본국 공개특허 2000-208410호 공보에서 제안되어 있는 것이 있다.

이와 같이, 대형의 피노광 기판에 대한 회로 패턴의 노광시에 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 이동시키는 주사형의 노광 장치에서는, 이하의 문제가 있다.

[1] 피노광 기판의 대형화에 수반하여 마스크도 대형화되어, 마스크의 제작비가 증대한다.

[2] 마스크가 대형화함으로써, 노광 장치 내에서의 마스크의 자체 중량에 의한 휨이 발생하여, 필요한 노광 해상력을 얻는 것이 어려워진다.

[3] 노광 장치 전체가 대형화 및 대중량화 한다.

상기 [1]의 문제에 대해서 자세하게 설명한다. 액정 디스플레이 패널 등의 기판을 노광하는 경우, 노광하는 회로 패턴은, 신호선이나 게이트선 등의 연속 형상을 가지는 연속 패턴과 예를 들면, 게이트, 소스, 드레인, 투명 도트 전극 및 축적 콘덴서 전극 등의 서로 독립한 패턴이 주기적으로 반복되는 불연속 주기 패턴으로 구성되어 있다. 이 때문에, 이른바 스티칭 노광 방법의 채용은 연속 패턴의 작성상 어렵다. 따라서, 노광 장치로서는 1 대 1의 투영 배율로 노광 처리하는 것이 일반적으로 되어, 액정 디스플레이 패널용의 기판의 대형화에 수반하여 마스크도 대형화한다. 이것은, 마스크 제작에 걸리는 시간, 비용에 있어서도 큰 문제가 된다.

또, 연속 패턴과 불연속 주기 패턴을 분리한 공정으로 처리하면, 노광 공정이 증가하여 공정관리상 및 얼라이먼트상의 부적합이 발생하여, 이것도 마스크 작성에 필요로 하는 시간이나 비용을 증가시키는 요인이 된다.

또, 상기 [2]의 문제에 대해서 자세하게 설명한다. 주사형의 노광 장치에 있어서, 마스크는 그 주변부에서만 지지 가능하다. 이 때문에, 마스크가 대형화하면, 마스크에 자체 중량에 의한 휨이 발생해, 투영계의 초점심도의 마진을 마스크측에서 사용해 버린다. 따라서, 피노광 기판측의 평면도 등의 제작 마진을 확보하는 것이 어려워져, 결과적으로, 필요한 노광 해상력을 얻는 것이 어려워진다.

<발명의 요약>

본 발명은, 패턴의 반복 노광에 적절한, 소형, 저비용의 투영 노광장치, 또한 투영 노광방법, 피노광 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1측면은, 피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 이용하는 투영 노광장치에 있어서, 상기 마스크에 광을 조사하는 조명계와, 상기 마스크로부터의 광을 상기 피노광 부재에 투사하는 투영계와, 상기 피노광 부재를 이동시키는 노광 스테이지와, 상기 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지와, 상기 조명계로부터 상기 마스크에의 광조사와 상기 노광 스테이지 및 상기 마스크 스테이지의 구동을 제어하는 콘트롤러를 가진다. 상기 콘트롤러는, 상기 광조사와, 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)의 이동량으로 이동시키는 상기 노광 스테이지의 스텝 구동을 교대로 행하게 한다. 또, 콘트롤러는, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 노광 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 마스크 스테이지의 스텝 구동을 행하게 한다.

또, 본 발명의 제 2측면은, 피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 이용하는 투영 노광장치에 있어서, 상기 마스크에 광을 조사하는 조명계와, 상기 조명계로부터의 광을 상기 피노광 부재에 투사하는 투영계와, 상기 피노광 부재를 이동시키는 노광 스테이지와, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중에, 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 광을 차단하는 차광부재와, 상기 차광부재를 이동시키는 차광 부재 스테이지와, 상기 조명계로부터 상기 마스크에의 광조사와 상기 노광 스테이지 및 상기 차광 부재 스테이지의 구동을 제어하는 콘트롤러를 가진다. 상기 콘트롤러는, 상기 광조사와, 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)의 이동량으로 이동시키는 상기 노광 스테이지의 스텝 구동을 교대로 행하게 한다. 또한, 콘트롤러는, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 차광 부재를, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n 열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 이동시키는 상기 차광 부재 스테이지의 스텝 구동을 행하게 한다.

또, 본 발명의 제 3측면의 투영 노광 방법 및 피노광 부재의 제조 방법은, 피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝과, 상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 실시하는 제 2스텝을 가진다. 상기 제 2스텝에 있어서, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 스텝 이동시킨다.

또, 본 발명의 제 4측면의 투영 노광방법 및 피노광 부재의 제조 방법은, 피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝과, 상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 실시하는 제 2스텝을 가진다. 상기 제 2스텝에 있어서, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 차광 영역을 형성하고, 상기 차광 영역을, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시킨다.

또한, 상기 피노광 부재로서는, 반도체 디바이스를 대표적인 것으로서 들 수 있다.

본 발명의 특징은, 도면을 참조하여 이하의 구체적인 실시예의 설명에 의해 명확하게 될 것이다.

<바람직한 실시예의 상세한 설명>

<제 1실시예>

도 1에는, 본 발명의 제 1실시예인 액정 디스플레이 패널용 기판(반도체 디바이스)을 위한 투영 노광장치(액정기판 노광장치: 렌즈 프로젝션 방식 등배주사형 노광장치)의 개략구성을 나타내고 있다. 이 액정기판 노광 장치에 있어서, (4)는 노광용 마스크이며, 마스크 패턴의 형상 등에 대해서는 후술한다. (1)은 마스크 스테이지이며, 마스크(4)를 탑재하여, 후술하는 조명계(7)로부터의 조명광의 조사 광축 및 후술하는 투사렌즈(2)의 투사광축에 대해서 직교하는 방향(도 1의 좌우 방향)으로 구동된다.

투영렌즈(2)는, 마스크(4)에 조사된 조명광 중 마스크(4)의 마스크 패턴을 투과한 광(노광광)을, 액정 디스플레이 패널용의 유리 기판인 피노광 기판(3) 위에 투사한다. 또한, 피노광 기판(3)의 표면에는 감광제인 포토레지스트가 도포되어 있다.

(5)는 기판 스테이지이며, 피노광 기판(3)을 탑재하여 투영렌즈(2)의 투사광축에 대해서 직교하는 방향(도 1에 있어서의 좌우 방향 및 깊이 방향)으로 스텝 구동된다.

마스크(4)에 조명광을 조사하는 조명계(7)는, 광원(56)과 광원(56)으로부터의 광속을 확대하고, 또한 평행 광속화하는 콘덴서 렌즈(53)와, 이 콘덴서 렌즈(53)로부터의 평행 광속 중 마스크(4)에의 조사광으로서 사용하지 않는 부분을 컷트하여 소정 면적의 노광 조사 영역을 작성하기 때문에, 상기 마스크(4)와 공액인 위치에 구성한 제한 슬릿판(55)과 해당 제한 슬릿판(55)으로부터의 광속을 반사해서 마스크(4)에 슬릿형상 조명 광속을 조사하는 미러(58)를 가진 구성으로 되어 있다.

이상의 구성으로 이 조명계는 소위 쾰러(Kohler) 조명계를 채용하고 있다.

또, (8)은 제어 회로를 내장한 제어 박스이며, 제어 회로에는, 조명계의 광원의 동작을 제어하는 광원 제어부나, 각 스테이지(1, 5)의 위치를 검출하는 센싱부나 상기 센싱부로부터의 검출 신호를 이용하여 각 스테이지(1, 5)의 구동을 제어하는 스테이지 제어부가 설치되어 있다. 각 제어부는, 소정의 컴퓨터 프로그램에 따라서, 광원(56), 마스크 스테이지(1) 및 기판 스테이지(5)를 제어한다.

마스크(4)에 조사된 조명광 중 마스크 패턴을 투과한 노광광은, 투영 렌즈(2)를 개재하여 기판 스테이지(5) 위의 피노광 기판(3)에 조사되지만, 마스크 스테이지(1)는 투영렌즈(2)의 물체측 초점 위치에 마스크 패턴면이 위치하도록 마스크(4)를 탑재하고 있고, 기판 스테이지(5)는 투영렌즈(2)의 상측 초점 위치에 피노광 기판(3)의 감광면이 위치하도록 피노광 기판(3)을 탑재하고 있기 때문에, 마스크 패턴과 등배의 상이 피노광 기판(3)의 감광 면 위에 형성되어 상기 마스크 패턴상이 피노광 기판(3)의 감광면에 노광된다.

도 2(A)에는, 도 1의 액정기판 노광장치에 사용되는 마스크(4)를 나타내고 있다. 또, 도 2(B)에는, 도 2(A) 중의 B부분을 확대하여 표시하고 있다.

이들 도면에 있어서, (4a)는 피노광 기판(3)에 불연속 주기(반복) 패턴인 화소패턴을 노광하기 위한 화소 마스크 패턴(제 1의 마스크 패턴)이다.

피노광 기판(3) 위의 화소 패턴은, 투명전극으로 구성되어 횡방향(도 1에 백색 화살표로 나타낸 기판 스테이지(5)의 구동 방향)과 세로방향으로 각각 소정의 피치로 나열되어, 횡방향으로 나열된 화상 패턴행과 세로방향으로 나열된 화소 패턴열을 각각 복수 형성하도록, 즉 행렬 형상으로 노광된다.

본 실시예의 마스크(4)에는, 화소 마스크 패턴(4a)이 마스크(4)의 길이 방향(도면 중의 상하 방향: 피노광 기판(5)의 세로방향으로 대응하는 방향)으로 열을 이루도록 형성되어 있어 피노광 기판(3) 위에 노광되는 전체 화소 패턴열의 수보다 훨씬 적은 5열의 화소 마스크 패턴열(1L ~5L)이 마스크(4)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향(도면 중의 좌우 방향: 도 1에 백색 화살표로 나타낸 마스크 스테이지(1)에 의한 구동방향)으로 나열되어 있다. 이들 5열의 화소 마스크 패턴열(1L ~ 5L)의 상을 복수 회, 피노광 기판(3)에 반복하여 노광함으로써, 피노광 기판(3) 위에 전체 화소 패턴열을 노광할 수 있다.

또, 화소 마스크 패턴(4a)은 마스크(4)의 길이방향에 직교하는 방향으로 뻗어있는 행을 복수 행 이루도록 형성되어 있고, 본 실시예의 마스크(4)에는, 이 화소 마스크 패턴 행(1G), 행(2G), 행(3G)···이 피노광 기판(3) 위에 노광할 전체 화소 패턴 행의 수와 같은 수가 형성되어 있다.

또한, 본 실시예의 노광 장치에서는, 마스크 패턴의 상을 피노광 기판(3)에 등배 투영하기 위해, 화소 마스크 패턴열의 피치(배열 피치)(P)와 피노광 기판(3)에 노광되는 화소 패턴열의 피치(배열 피치)와는 동일하게 된다. 이하, 피노광 기판(3)에 노광되는 화상 패턴열의 피치도(P)로 나타낸다.

또한, (4b)는 피노광 기판(3)에 연속 패턴인 게이트선 패턴을 화상 패턴 행간에 노광하기 위한 게이트선 마스크 패턴(제 2의 마스크 패턴)이며, 화소 마스크 패턴 행간에 연속한 직선 형상 패턴으로서 형성되어 있다.

또, (4c)는 피노광 기판(3)에 불연속 주기 패턴인 드라이버 패턴을, 각 화소 패턴열의 피치와 동일한 피치로, 각 화소 패턴열의 세로(길이)방향의 양쪽으로 노광하기 위한 드라이버 마스크 패턴이다. 드라이버 마스크 패턴(4c)은, 마스크(4)에 있어서의 각 화소 마스크 패턴열(1L ~ 5L)의 양쪽으로 1개씩 형성되어 있다.

또한, 마스크(4)의 상기 각 마스크 패턴이 형성된 영역 이외의 주변 부분은 블랭크 영역이며, 이 블랭크 영역에서 마스크(4)는 마스크 스테이지(1)에 의해 지지를 받는다. 그리고, 조명계(7)로부터의 슬릿형상의 조명광속은, 마스크(4) 위에 있어서의 모든 화소 마스크 패턴(4a), 게이트선 마스크 패턴(4b) 및 드라이버 마스크 패턴(4c)을 포함한 직사각형(矩形) 영역에 조사된다.

본 실시예는, 상기와 같이, 불연속 주기 패턴을 반복하여 노광하기 위한 화소 마스크 패턴(4a)(및 드라이버 마스크 패턴(4c))과 연속 패턴을 노광하기 위한 게이트선 마스크 패턴(4b)을 가지는 마스크(4)를 이용하는 경우에 특히 유용하다. 따라서, 이 경우를 예로 하여 설명을 계속한다. 단, 연속 패턴을 노광하기 위한 마스크 패턴을 가지지 않은 마스크를 이용하는 경우에도, 본 실시예는 유용하다.

다음에, 상기 마스크(4)를 이용한 경우의 본 실시예의 액정기판 노광장치의 노광 동작에 대해서 설명한다. 본 실시예의 노광동작은, 마스크(4)를 고정한 상태로, 조명계(7)로부터의 마스크(4)에의 조명광의 조사에 의한 각 마스크 패턴(4a ~ 4c)으로부터의 피노광 기판(3)에의 노광광의 투사와 기판 스테이지(5)의 스텝구동에 의한 피노광 기판(3)의 스텝 이동을 교대로 행함으로써, 피노광 기판(3)에 각 패턴을 반복하여 노광하여 가는 것이다.

또한, 노광광을 피노광 기판(3)에 투사하고 있는 동안은, 기판 스테이지(5)의 구동을 행하지 않고, 피노광 기판(3)을 정지시켜 놓는다.

이러한 노광 방법에 의해, 마스크 스테이지(1)와 기판 스테이지(5)를 동기시켜 구동할 필요가 없고, 피노광 기판(3) 위에서의 노광 패턴 상이 안정되어, 결과적으로 피노광 기판의 제품 비율이 향상한다.

스텝 이동량과 1회의 노광 시간(피노광 기판(3) 및 기판 스테이지(5)의 정지시간)은, 피노광 기판(3)에 도포된 레지스트의 감도와 투영렌즈(2)에 의한 상면조도와의 관계로, 피노광 기판(3)에 있어서 필요한 노광광량을 얻을 수 있도록 결정된다.

여기서, 본 실시예에서는, 피노광 기판(3)의 1회의 스텝 이동량(기판 스테이지(5)의 1회의 스텝 구동량)은, 피노광 기판(3)에 노광되는 화소 패턴열의 피치(P)의 n배이며, n은 화소 마스크 패턴열(5열)보다 작은 자연수이다.

1회의 노광광의 투사로 피노광 기판에 노광되는 화소 패턴열의 열의 수, 즉 마스크에 있어서의 화소 마스크 패턴의 열의 수가 a(복수)이며, b(복수)회의 노광광의 투사로 피노광 기판에 대한 화소 패턴열의 노광에 필요한 노광 광량을 얻을 수 있도록 설정하는 경우, 스텝 이동량은 aP/b 로 설정하면 된다. 이 때, a/b가 상기 n에 상당한다.

예를 들면, 상기 마스크(4)에 있어서는 a=5(열)이며, b=5(회)의 노광광의 투사로 필요한 노광 광량을 얻을 수 있도록 설정하는 경우,

1×P/1=P가 되어(n=1 < a=5 ), 피노광 기판(3)의 1회의 스텝 이동량은, 피노광 기판(3)에 노광되는 화소 패턴열의 1피치(P)분이 된다. 또, 마스크의 화소 패턴열의 수가 a=6(열)이며, b=3(회)의 노광광의 투사로 필요한 노광 광량을 얻을 수 있도록 설정하는 경우, 6×P/3= 2×P가 되어(n=2 < a=6), 피노광 기판(3)의 1회의 스텝 이동량은, 피노광 기판(3)에 노광되는 화소 패턴열의 2피치(P)분이 된다.

이것에 의해, 피노광 기판(3)에는, 투영렌즈(2)의 상면영역에 대한 스텝 이동마다 화소 패턴이 n열씩 새롭게 노광되어 가는 것과 동시에, 전회(前回) 노광된 a열의 화소 패턴 중 n열을 당긴 수의 화소 패턴열이 겹쳐서 노광된다.

또한, 이와 같이 피노광 기판(3)을 스텝 이동시켜, 각 정지위치에서 노광을 행하면, 피노광 기판(3)에는, 각 화소가 b회로 나뉘어 노광되게 된다. 즉, 각 화소의 적정한 노광에 필요한 노광 광량이 A(mW)로 하면, 1회당의 노광 광량은 A/b(mW)로 좋다. 이 때문에, 광원(56)의 발광광량이 작아도, 최종적으로 적정한 노광 광량을 얻을 수 있다.

그리고, 투영렌즈(2)의 상면영역에 대해서 피노광 기판(3)을 n×P의 양씩 스텝 이동시키면서 겹침 노광을 반복함으로써, 필요로 하는 노광 광량을 채운 노광을 행하게 할 뿐만 아니라, 연속 패턴인 게이트선 패턴의 연속성을 담보하면서, 노광광의 투사와 피노광 기판(3)의 스텝 이동을 교대로 행하는 1개(일련)의 노광 공정에 의해 피노광 기판(3) 위의 노광 영역 전역에 걸친 패턴 노광을 완결할 수 있다.

이 관계에 대해서, 도 3(A) 및 도 3(B)를 이용하여 상술한다. 이들 도면에는, 노광 공정에 있어서의 피노광 기판(3)과 마스크(4)와의 위치 관계의 변화를 나타내고 있다. 또, 이들 도면은, 마스크(4)의 화소 마스크 패턴(4a)의 열이 5열이고, 피노광 기판(3)의 스텝 이동량이 화소 패턴열의 1피치분(n=1)인 경우의 예를 나타내고 있다. 또, 이들 도면에 있어서는, 피노광 기판(3)의 스텝 이동 방향은, 도면 중의 화살표 방향(왼쪽 방향)이다.

도 3(A)에는, 일련의 노광 공정의 초기의 모습을 나타내고 있다. 우선, 최초의 노광광의 투사(쇼트)로서의 첫 번째 투사(1'st 쇼트)를 행하게 한다. 이것에 의해, 5열의 화소 패턴열(1L' ~ 5L')이 피노광 기판(3)에 노광된다. 단, 이 때의 노광 광량은, 전술한 A/b(mW)에 상당하는 것이며, 필요한 노광 광량에는 도달하지 않는다.

다음에, 피노광 기판(3)이 화소 패턴열의 1피치분, 도 3(A)에서 왼쪽방향으로 스텝 이동하여 정지한 후, 2번째 투사(2'nd 쇼트)를 한다. 이때, 전회의 첫 번째 투사(1'st 쇼트)에 의해 노광된 5열의 화소 패턴열 중 왼쪽에서 2번째 이후의 화소 패턴열(2L'~ 5L')은 겹침 노광된다. 또, 2번째 투사(2'nd 쇼트)에 의해, 첫번째 투사(1'st 쇼트)에 의해 노광된 가장 오른쪽의 화소 패턴열(5L')의 오른쪽으로 새로운 1 열의 화소 패턴열이 노광된다.

다음에, 피노광 기판(3)이 화소 패턴열의 1피치분, 스텝 이동하여 정지한 후, 3번째 투사(3'rd 쇼트)를 행한다. 이것에 의해, 첫 번째 투사에 의해 노광된 5열의 화소 패턴열 중 왼쪽에서 3 번째 이후의 화소 패턴열(3L' ~ 5L')에 대해서 3번째 겹침 노광이 이루어진다. 또, 3번째 투사에 의해, 2번째 투사에 의해 새롭게 노광된 화소 패턴열의 오른쪽으로 1열의 화소 패턴열이 새롭게 노광된다.

이후, 피노광 기판(3)이 화소 패턴열의 1피치분씩 스텝 이동할 때 마다, 제 4, 제 5, 제 6···투사를 행하여 감으로써, 제 1투사에 의해 노광된 가장 왼쪽의 화소 패턴열(1L')로부터 세어 5번째 이후의 화소 패턴열의 노광 광량은, 5회분의 노광 광량인 적정 노광 광량, 즉 A(mW)에 이른다.

여기서, 이상의 노광 공정의 초기에 있고, 첫 번째 투사에 의해 노광된 가장 좌측의 화소 패턴열로부터 세어 4번째까지의 화소 패턴열(1L' ~ 4L')은, 5회의 겹침 노광을 하지 않기 때문에, 아무런 대책을 채택하지 않으면 적정한 노광 광량에 도달하지 않는 화소 패턴열이 발생하게 된다.

그래서, 본 실시예에서는, 도 1 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 마스크(1)와 투영렌즈(2)와의 사이에, 마스크(4)(화소 마스크 패턴(4a))로부터의 노광광의 일부를 차단하고, 노광 영역을 제한하는 차광 블레이드(9a, 9b)를 설치하고 있다. 이들 차광 블레이드(9a, 9b)는 마스크(4)의 좌우에 각각 배치되어 있어 도 1에 나타내는 블레이드 스테이지(10)의 구동에 의해서 서로 독립하여 위치 제어되어 도 2에 나타낸 마스크(4)의 5열의 화소 마스크 패턴열(1L ~ 5L)중 상기 차광 블레이드가 배치된 쪽에서 세어 1열분으로부터 4열분의 화소 마스크 패턴열로부터의 노광광이 투영렌즈(2)에 입사하는(즉 피노광 기판(3)에 투사되는) 것을 차단할 수 있는 4개의 차광 위치와 모든 화소 마스크 패턴열(1L~ 5L)로부터의 노광광을 투영 렌즈(2)에 입사시키는 비차광 위치에 진퇴 이동 가능하게 되어있다. 또한, 블레이드 스테이지(10)의 진퇴 구동도, 제어 박스(8) 내의 제어 회로에 설치된 스테이지 제어부에 의해 제어된다.

도 5(A)에는, 노광 공정의 초기에 있어서의 차광 블레이드(9a)에 의한 노광영역의 제한과 피노광 기판(3)에 실제로 노광되는 화소 패턴열과의 관계를 모식적으로 나타내고 있다. 이 도면에 있어서, 윗 도면이 고정된 마스크(4) 위의 화소 마스크 패턴을, 아래 도면이 도면 중 왼쪽으로 스텝 이동하는 피노광 기판(3) 위에서의 화소 패턴의 노광의 모습을 나타내고 있다.

또한, 윗 도면에 있어서, 빗금친 부분은 차광 블레이드(9a)에 의해 마스크(4)로부터 투사렌즈(2)로 향하는 노광광이 차단되고 있는 것을 나타낸다. 또, 아래 도면에 있어서 점선으로 상하로 나눈 각 격자 눈 중 위쪽이 금회 노광되는 화소 패턴열을, 아래쪽이 전회 노광된 화소 패턴열을 나타내고 있다.

차광 블레이드(9a)는, 첫 번째 투사를 하기 전에, 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)로부터의 노광광을 차단해 화소 마스크 패턴열(5L)로부터의 노광광을 투사렌즈(2)에 입사시키는 위치(차광 초기위치)로 이동하고 있다. 이것에 의해, 첫 번째 투사에서는, 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)에 대응하는 화소 패턴열(1L' ~ 4L')은 노광되지 않고, 화소 마스크 패턴열(5L)에 대응하는 화소 패턴열(5L')만이 노광되게 된다. 그리고, 이 이후, 차광 블레이드(9a)를, 피노광 기판(3)의 스텝 이동을 할 때 마다, 화소 마스크 패턴열(1L ~ 3L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(4L', 5L')만을 노광시키는 위치(2 번째 투사), 화소 마스크 패턴열(1L, 2L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(3L' ~ 5L')만을 노광시키는 위치(3번째 투사시), 화소 마스크 패턴열(1L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(2L' ~ 5L')만을 노광시키는 위치(4번째 투사시)로 순차로 이동시켜 간다.

즉, 차광 블레이드(9a)는, 피노광 기판(3)의 스텝 이동에 동기하고, 피노광 기판(3)의 스텝 이동 방향과 같은 방향(도 1의 실선 화살표 참조)으로, 화소 마스크 패턴 1열로부터의 노광광의 차단을 개방하는 이동량 씩(즉, 피노광 기판(3)에의 광투사 영역이 1열의 화소 마스크 패턴 분만큼 변화하는 양씩, 또한 환언하면, 피노광 기판(3)에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 화소 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로) 스텝 이동해 나간다.

그리고, 5번째 투사를 할 때(4번째 투사후의 피노광 기판(3)의 스텝 이동할 때) 및 그 이후는, 후술하는 노광 공정의 종기가 될 때까지, 차광 블레이드(9)를 비차광 위치에 퇴피시킨다. 따라서, 5번째 투사로부터는, 모든 화소 마스크 패턴열(1L ~ 5L)에 대응한 화소 패턴열(1L' ~ 5L')이 노광되어 간다.

이것에 의해, 첫 번째 투사로 노광된, 화소 마스크 패턴열(5L)에 대응한 화소 패턴열(5L')의 위치로부터 실제의 피노광 기판(3)에의 노광을 개시시킬 수 있다. 따라서, 첫 번째 투사의 전에, 피노광 기판(3)을, 도 3(A) 및 도 5(A)로의 화소 패턴 노광 영역의 중 가장 왼쪽 끝의 노광 개시 위치(도 3(A)에 있어서 화소 패턴열(1L')이 위치하는 개소)에 화소 마스크 패턴열(5L)로부터의 노광광이 투사되도록 초기 위치 설정을 해둠으로써, 화소 패턴 노광 영역에 있어서의 노광 개시 위치로부터 적정한 노광 광량으로 화소 패턴열을 노광해 나갈 수 있다.

또, 도 3(B)에는, 일련의 노광 공정의 종기의 모습을 나타내고 있다. 최후의 투사인 m번째 투사를 포함한 5회의 노광을 행하는 종기에 있어서도, 피노광 기판(3)에는 화소 패턴열이 노광되어 간다. 그러나, 적정한 노광 광량을 얻을 수 있는 것은, m번째 투사로 노광되는 화소 패턴열 중 화소 마스크 패턴열(1L)에 대응한 화소 패턴열(1L')까지이다.

이 때문에, 종기에 있어서는, 이제 1개의 차광 블레이드(9b)를 피노광 기판(3)과 동기시키고, 상기 기판(3)의 스텝 이동 방향과 동일한 방향으로, 화소 마스크 패턴 1열로부터의 노광광을 차단하는 이동량씩 스텝 이동시켜서, 노광 영역의 제한을 한다.

도 5(B)에는, 이 노광 공정의 종기에 있어서의 차광 블레이드(9b)에 의한 노광 영역의 제한과 피노광 기판(3)에 실제로 노광되는 화소 패턴과의 관계를 모식적으로 나타내고 있다. 이 도면에 있어서, 윗 도면이 고정된 마스크(4) 위의 화상 마스크 패턴을, 아래 도면이 도면 중 좌측으로 스텝 이동하는 피노광 기판(3) 위에서의 화소 패턴의 노광의 모습을 나타내고 있다.

또, 윗 도면에 있어서, 빗금친 부분은 차광 블레이드(9b)에 의해서 마스크(4)로부터 투사렌즈(2)로 향하는 노광광이 차단되어 있는 것을 나타낸다. 또, 아래 도면에 있어서, 점선으로 상하로 나눈 각 격자 눈 중 위쪽이 금회 노광되는 화소 패턴열을, 아래 쪽이 전회 노광된 화소 패턴열을 나타내고 있다.

노광 공정의 종기에 있어서는, 차광 블레이드(9b)를, (m-4)번째 투사 할 때까지는 비차광 위치에 퇴피시키게 되고, (m-4)번째 투사 후의 피노광 기판(3)의 스텝 이동과 동시에, 화소 마스크 패턴열(5L)로부터의 노광광을 차단해서 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)로부터의 노광광만을 투영렌즈(2)에 입사시키는 위치에 스텝 이동시킨다. 이것에 의해, 다음에 행해지는 (m-3)번째 투사에서는, 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)에 대응하는 화소 패턴열(1L'~ 4L')만이 노광되게 된다.

그리고, 이 이후, 차광 블레이드(9b)를, 피노광 기판(3)의 스텝이동을 할 때마다, 화소 마스크 패턴열(4L, 5L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(L1'~ L3')만을 노광시키는 위치((m-2)번째 투사시), 화소 마스크 패턴열(3L ~ 5L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(1L', 2L')만을 노광시키는 위치((m-1)번째 투사시), 화소 마스크 패턴열(2L ~ 5L)로부터의 노광광을 차단하여 화소 패턴열(1L')만을 노광시키는 위치(m번째 투사)로 순차 이동시켜 간다.

이것에 의해, m번째 투사로 노광되는, 화소 마스크 패턴열(1L)에 대응한 화소 패턴열(1L')까지로 실제의 피노광 기판(3)에의 적정 광량으로의 노광을 종료시킬 수 있다.

이와 같이, 일련의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서, 차광 블레이드(9a, 9b)로 노광 영역의 제한을 행함으로써, 피노광 기판(3)에 있어서의 화소 패턴 노광 영역의 전역에 있어서, 적정한 노광 광량으로 화소 패턴을 노광할 수 있다.

또, 본 실시예에서는, 마스크(4)로부터의 노광광을 차단하는 차광 블레이드(9a, 9b)를 이용하여 노광 영역의 제한을 한 예를 들었지만, 상기 차광 블레이드와 동등한 기능을, 조명 광학계(7) 내에 설치되어 마스크(4)에의 조명광의 조사 영역을 결정하는 제한 슬릿판(55)에 갖게 해도 된다. 이 경우, 차광 블레이드(9a, 9b)를 이용했을 경우에 비해, 장치의 구성을 간소화할 수 있는 것과 동시에, 마스크(4)와 차광 블레이드(9a, 9b)와의 사이에 필요한 물리적 공간이 불필요해지기 때문에, 상 형성상의 이점도 가진다.

또한, 차광 블레이드(9a, 9b)는, 노광 영역을 제한하는 차광 위치, 즉 마스크(4)로부터의 노광광의 일부가 조사되는 위치에 배치되어 있기 때문에, 차광 블레이드(9) 위에 광량 계측용의 검출 소자를 설치함으로써, 노광 광속의 기판 이동 방향으로의 광량 분포의 계측을 할 수 있어 광원(56)의 상황의 체크나 적정 노광 시간의 연산을 행하기 위한 데이터를 취득할 수 있다.

여기에서는, 화소 패턴의 노광에 관한 것만 설명했지만, 드라이버 패턴에 대해서도 마찬가지로 적정 노광 광량으로의 노광을 행한다. 또, 게이트선 패턴에 대해서도, 각 투사로, 화소 패턴열의 1피치 분의 길이씩 어긋나도록 해서, 연속한 패턴으로서 적정 노광 광량으로의 노광을 행한다.

이상과 같이 하여, 피노광 기판(3)에 대한 마스크(4)를 이용한 모든 화소 패턴(불연속 주기 패턴), 드라이버 패턴(불연속 주기 패턴) 및 게이트선패턴(연속 패턴)의 적정 노광 광량으로의 노광이, 일련의 노광 공정만으로 완결한다.

도 6에는, 상기 일련의 노광 공정에 있어서의 차광 블레이드(9a, 9b)의 이동(블레이드 스테이지(10)의 구동), 노광광의 투사(광원(56)의 발광) 및 피노광 기판(3)의 이동(기판 스테이지(5)의 구동)의 타이밍을 나타내고 있다. 마스크(4)는, 각 마스크 패턴이 조명광의 조사 영역 내에 포함되는 위치에 고정되어 있다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 우선, 피노광 기판(3)이 전술한 초기 위치로 이동하는 것과 동시에, 차광 블레이드(9a)도 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)로부터의 노광광을 차광하는 초기위치로 이동한다. 이 후, 노광광의 투사인 쇼트(쇼트)(노광)와 피노광 기판(3)의 스텝 이동이 교대로 행해져 간다.

또, 노광 공정의 초기와 종기에 있어서는, 적정한 노광 광량을 얻기 위해서, 차광 블레이드(9a, 9b)가, 도 5(A), 도5(B)에 도시한 바와 같이, 피노광 기판(3)과 함께 스텝 이동한다. 그리고, 기판(3) 및 차광 블레이드(9a, 9b)가 정지한 시점에서 쇼트(노광)가 행해진다.

도 7에는, 상기 일련의 노광 공정에 있어서의 제어회로의 동작 흐름도를 도시하고 있다. 이하, 도 1을 병용하여 상기 동작 흐름도에 대해 설명한다.

스텝 S1에서는, 제어 회로는, 기판 스테이지(5) 및 블레이드 스테이지(10)를 구동하고, 피노광 기판(3) 및 차광 블레이드(9a)를 상술한 각각의 초기 위치에 이동시킨다. 이것에 의해, 노광 공정이 개시된다.

다음에, 스텝 S2에서는, 쇼트(노광)를 실시한다. 이 때, 제어회로는 쇼트의 회수의 계수값을 1 증가시킨다.

다음에, 스텝 S3에서는, 제어회로는, 쇼트 회수의 계수값으로부터 스텝 S2로의 쇼트가 5번째(5'th) 이상의 것인가 아닌가를 판별하여, 5번째에 이르지 않을 때는 스텝 S4로 진행해서, 피노광 기판(3)과 차광 블레이드(9a)를 도 5(A)에서 설명한 것처럼 스텝 이동시킨다. 그리고, 스텝 S2로 돌아가, 다시 쇼트(노광)를 행한다.

한편, 스텝 S3에 있어서, 스텝 S2에서의 쇼트가 5번째(5'th) 이상의 것이라고 판별했을 때는, 스텝 S5로 진행되어, 스텝 S2에서의 쇼트가 (m-4)번째(m-4'th) 이상의 것인지 아닌지를 판별한다. 여기서, m은 피노광 기판(3)에 마스크(4)를 이용해 모든 회로 패턴을 노광하기 위해서 필요로 하는 전체 노광 회수(쇼트 회수)이며, 미리 유저 등에 의해 입력 설정된다.

스텝 S5에 있어서, 아직 (m-4)번째(m-4'th)의 쇼트에 이르지 않다고 판별했을 때는, 제어회로는, 스텝 S6으로 진행되어, 피노광 기판(3)만을 스텝 이동시킨 후, 스텝 S2로 돌아와, 다시 쇼트(노광)를 실시한다.

또한, 스텝 S5에 있어서, 스텝 S2에서의 쇼트가 (m-4)번째(m-4'th) 이상의 것이라고 판별했을 때는, 제어회로는, 스텝 S7로 진행해서, 스텝 S2에서의 쇼트가 최종회(m'th)의 것인지 아닌지를 판별한다. 그리고, 최종회(m'th)의 것이 아니라고 판별했을 때는, 스텝 S8로 진행해서, 피노광 기판(3)과 차광 블레이드(9b)를 도 5(B)에서 설명한 것처럼 스텝 이동시킨다.

여기서, 스텝 S3으로부터 스텝 S4로 플로우가 흐르고 있는 동안은, 도 5(A)에 도시된 바와 같이 차광 블레이드(9a)에 의한 노광영역의 스텝적인 제한을 한다. 또한, 스텝 S3으로부터 스텝 S8로 플로우가 흐르고 있는 동안은, 도 5(B)에 도시된 바와 같이 차광 블레이드(9b)에 의한 노광영역의 스텝적인 제한이 행해진다.

또한, 스텝 S7에 있어서, 스텝 S2에서의 쇼트가 최종회(m'th)의 것이라고 판별했을 때는, 본 플로우(즉, 노광공정)를 종료한다.

본 실시예에 의하면, 피노광 기판(3)의 스텝이동과 패턴의 겹침 노광과의 조합에 의해서, 소형의 마스크(4)를 이용하면서도 대형의 피노광 기판(3)에의 적정 노광을 실현할 수 있다. 또한, 상기 스텝이동과 패턴의 겹침 노광과의 조합에 의해, 조명계(7)의 광원(56)의 고출력화, 투영렌즈(2)의 투과율(반사율)의 개선, 기판(3)에 도포되는 포토레지스트(photoresist)의 고감도화의 요구도가 완화되므로, 소위 플래시 온 더 플라이가 가능하게 되어, 생산성(throughput)이 향상한다. 이 경우, 기판 스테이지(5)에는, 구동의 원활성과 안정성이 요구된다.

또, 상기의 노광 공정 후, 도 8(A)에 도시한, 탭 마스크패턴(34d)만을 가지는 2개의 마스크(34)를 이용해서, 피노광 기판(3)에 있어서의 화상패턴 노광영역의 외주 중 상기 피노광 기판(3)의 스텝 이동방향의 양쪽으로 탭 패턴을 노광한다. 또한, 도 8(B)는, 도 8(A)에 있어서의 B부분을 확대하여 표시하고 있다. 이때, 후술하는 제 2실시예에서의 탭 패턴의 노광시와 같이, 피노광 기판(3)의 스텝이동에 수반하여(동기하여) 마스크(34)(마스크 스테이지)도 스텝이동시켜, 탭 패턴을 겹침 노광하면 된다.

또한, 도시하지 않은 마스크(예를 들면, 5열의 게이트선 마스크 패턴을 가지는 마스크)를 이용하여 각 화소 패턴열에 따른 (세로의) 게이트선 패턴을, 마스크(4)를 이용한 노광시와 마찬가지로, 피노광 기판(3)을 스텝이동시키면서 노광한다.

이것에 의해, 최종적으로 도 9(A)에 도시한 바와 같이, 행렬 형상으로 배치된 화소 패턴(3a)과 종횡으로 격자형상으로 배치된 게이트선 패턴(3b)이 노광되고, 또한 화상 패턴 노광 영역의 외주에 드라이버 패턴(3c)과 탭 패턴(3d)이 노광된 피노광 기판(3)을 얻을 수 있다. 또한, 도 9(B)는, 도 9(A)에 있어서의 B부분을 확대해서 나타내고 있다.

<제 2실시예>

도 10(A)에는, 제 1실시예에서 설명한 마스크와 마찬가지로, 화소 마스크 패턴(14a), 게이트선 마스크 패턴(14b) 및 드라이버 마스크 패턴(14c)를 가짐과 동시에, 피노광 기판(3)에, 단독 패턴으로서의 탭 패턴(각 게이트선 패턴에의 배선 패턴)을 노광하기 위한 탭 마스크 패턴(제 3의 마스크 패턴)(14d, 14d')도 가지는 마스크(14)를 도시하고 있다. 또한, 도 10(B)에는, 도 10(A)에 있어서의 B부분을 확대해서 표시하고 있다.

또, 본 실시예에서는, 탭마스크 패턴(14d, 14d')은 화소 마스크 패턴(14a)의 피치(P)의 2배의 폭을 가지도록 설정되어 있다. 여기에서는, 화소 마스크 패턴열(1L)측의 탭 마스크 패턴을 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)으로, 화소 마스크 패턴열(5L)측의 좌측의 탭 마스크 패턴을 제 2의 탭 마스크 패턴(14d')으로 칭한다.

또한, 본 실시예에서 이용하는 마스크(14)에는, 마스크 패턴이 형성되어 있는 부분의 외측의 영역은 차광 처리가 실시되어 있어, 후술하는 노광 공정의 초기와 종기에 있어서 상기 영역을 통한 노광광의 투사렌즈(2)측에의 누설을 방지하고 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 제 1실시예의 액정기판 노광장치와 공통되는 구성요소에는, 제 1실시예와 동일한 부호를 부여한다.

상술한 제 1실시예에서는, 노광공정의 최초부터 최후까지 마스크(4)를 고정해 두어, 피노광 기판(3)을 스텝 이동시키는 것과 동시에, 노광공정의 초기와 종기에 차광 블레이드(9a, 9b)를 기판(3)과 동기시켜 스텝이동시키는 경우에 대해 설명했지만, 본 실시예에서는, 노광공정의 초기와 종기는 피노광 기판(3)의 스텝이동으로 동기시켜 마스크(l4)를 스텝 이동시켜, 차광 블레이드(9a, 9b)를 이용하지 않는다.

또한, 본 실시예에서는, 마스크(14)에 있어서, 화소 마스크 패턴(14a)의 피치의 5배에 대응하는 폭의 조명 광학계(7)로부터의 조명영역이 규정되어 있다. 이 조명 영역의 규정은, 도 1에 도시한 조명 광학계(7) 내의 제한 슬릿판(55)에 의해서 행해진다.

도 11에는, 노광 공정의 종기에 있어서, 화소 패턴의 노광에 이어 탭 패턴의 노광을 실시하는 모습을 도시하고 있다. 본 실시예에서는, 노광 공정의 종기인 (m-5)번째 쇼트((m-5'th)쇼트)로부터 m번째 쇼트까지를, 마스크(14)와 피노광 기판(3)을 동기시켜 동일한 방향으로 스텝이동시킨 후에 실시함으로써, 화소 패턴(및 게이트선 패턴, 드라이버 패턴)과 함께 탭 패턴을 노광한다.

또한, 도 11에는 도시하고 있지 않지만, 노광공정의 초기에 있어서는, 첫 번째 쇼트 후의 2번째 쇼트로부터 6번째 쇼트까지를, 마스크(14)와 피노광 기판(3)을 동기시켜 동일한 방향으로 스텝이동시킨 후에 실시함으로써, 탭 패턴과 화소 패턴(및 게이트 선패턴, 드라이버 패턴)을 노광한다.

도 12 및 도 13에는, 노광공정의 초기 및 종기에 있어서의 마스크(14)의 스텝이동과 피노광 기판(3)의 스텝 이동의 모습 및 실제로 노광되는 화소 패턴열을 모식적으로 도시하고 있다.

이들 도면에 있어서, 윗 도면이 마스크(14) 위의 화상 마스크 패턴 및 탭 마스크 패턴(제 1의 탭 마스크패턴(14d) 및 제 2의 탭 마스크패턴(14d'))을, 아래 도면이 도면 중 좌측으로 스텝이동하는 피노광 기판(3) 위에서의 화소패턴 및 탭 패턴의 노광의 모습을 도시하고 있다.

또한, 마스크(14)에 있어서, 제 1의 탭 마스크패턴(14d)은 상술한 것처럼 2×P의 폭을 가지지만, 이 중 화소 마스크패턴열(1L)로부터 먼 쪽(외측)의 폭 P의 부분을 T1a로 하고, 가까운 쪽(안쪽)의 폭 P의 부분을 T1b로 한다. 또, 제 2의 탭 마스크패턴(14d')도 마찬가지로 2×P의 폭을 가지고, 이 중 화소 마스크 패턴열(5L)에 가까운 쪽(안쪽)의 폭 P의 부분을 T2a로 하고, 먼 쪽(외측)의 폭 P의 부분을 T2b로 한다.

또한, 윗 그림에 있어서, 빗금친 부분은 노광 영역외인 것을 나타낸다. 또, 아래 도면에 있어서 점선으로 상하로 나눈 각 격자 눈 중 위 쪽이 금회 노광되는 화소 패턴열 또는 탭 패턴을, 아래 쪽이 전회 노광된 화소 패턴열 또는 탭 패턴을 나타내고 있다.

도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 제 1실시예와 마찬가지로, 피노광 기판(3)이 전술한 초기위치로 이동한 후, 노광광의 투사(노광)와 피노광 기판(3)의 스텝이동이 교대로 행하여 간다.

단, 본 실시예에서는, 피노광 기판(3)을 초기위치로 이동시키는 것과 동시에, 마스크(14)를, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측 부분(T1a)의 상이 피노광 기판(3)의 노광 개시 위치에 투영되는 초기위치까지 이동시킨다.

이 후, 첫 번째 쇼트(노광)를 한다. 이 첫 번째 쇼트에 의해, 피노광 기판(3)에는, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측 부분(T1a)에 대응하는 탭 패턴(T1a')이 노광된다.

다음에, 피노광 기판(3)과 마스크(14)를 동일한 방향으로 스텝 이동시킨다.

피노광 기판(3)의 스텝 이동량은 제 1실시예에서 설명한 것과 마찬가지이다. 또, 마스크(14)의 스텝 이동량은, 화소 마스크 패턴열의 1피치(화소 마스크 패턴열의 피치의 n배)이며, 마스크 상을 등배 투영하는 본 실시예에서는, 피노광 기판(3)의 스텝 이동량과 같게 된다.

그리고, 2번째 쇼트를 행한다. 피노광 기판(3)과 동기하여 마스크(14)가 스텝 이동한 후의 2번째 쇼트에 있어서는, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측 부분(T1a)에 대응한 패턴(T1a')이 첫 번째 쇼트로 노광된 패턴(T1a') 위에 겹침 노광되는 것과 동시에, 그 오른쪽으로 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 안쪽 부분(T1b)에 대응하는 패턴(T1b')이 노광된다.

다음에, 피노광 기판(3)과 마스크(14)를 동일한 방향으로 스텝 이동시킨 후, 3번째 쇼트를 행한다. 3번째 쇼트에 있어서는, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측부분(T1a)에 대응한 패턴(T1a')이 첫번째 및 2 번째 쇼트로 노광된 패턴(T1a') 위에 겹침 노광되는 것과 동시에, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 안쪽 부분(T1b)에 대응한 패턴(T1b')이 2 번째 쇼트로 노광된 패턴(T1b')위에 겹침 노광된다. 또, 패턴(T1b')의 오른쪽에는, 화소 마스크 패턴열(1L)에 대응한 화소 패턴열(1L')이 새롭게 노광된다. 또한, 화소 패턴열이 노광될 때에는, 거기에 대응하는 화소 마스크 패턴열과 함께 조명 영역(노광영역)에 들어간 게이트선 패턴이나 드라이버 패턴도 동시에 노광된다.

이것 이후, 5번째 쇼트까지, 마찬가지로 해서 상기 피노광 기판(3)과 마스크(14)와의 스텝 이동과 노광을 반복하여, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측 부분(T1a)이 노광 영역의 가장 왼쪽에 도달하면, 이 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측부분(T1a)에 대응한 패턴(T1a')의 5회의 겹침 노광이 종료한다. 이 시점에서, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 안쪽부분(T1b)에 대응하는 패턴(T1b')의 겹침 노광 회수는 4회, 화소 패턴열(1L')의 겹침 노광 회수는 3회, 화소 패턴열(2L')의 겹침 노광 회수는 2회, 화소 패턴열(3L')의 노광 회수는 1회로 되고 있다.

또한, 6번째 쇼트 및 7번째 쇼트도 각각 피노광 기판(3)과 마스크(14)와의 스텝 이동 후에 행해진다. 6번째 쇼트 및 7번째 쇼트에서는, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 외측부분(T1a)은 조명영역(노광영역)으로부터 벗어나 있으므로, 패턴(T1a')이 5회를 넘겨 겹침 노광되는 일은 없다. 또, 6번째 쇼트로 5회의 겹침 노광 회수에 이른 패턴(T1b')은 7번째 쇼트에서는, 제 1의 탭 마스크 패턴(14d)의 안쪽부분(T1b)이 조명 영역으로부터 벗어남으로써 노광되지 않는다.

7번째 쇼트가 종료한 단계에서, 마스크(14) 위의 조명영역(노광영역) 내에는 화소 마스크 패턴열(1L ~ 5L)이 존재하게 된다.

그리고, 7번째 쇼트가 종료한 후에는 마스크(14)를 정지(고정)시켜 놓고, 피노광 기판(3)만을 지금까지와 마찬가지로 스텝 이동시켜 노광을 계속한다. 이것에 의해, 화소 마스크 패턴열(1L ~ 4L)의 상(lL' ~ 4L')이 먼저 노광된 화소 패턴열의 어느 쪽인가에 겹침 노광되고, 또한 노광 영역의 가장 오른쪽 부분에 새롭게 화소 마스크 패턴열(5L)의 상(5L')이 노광되어 간다. 또한, 마스크(14)가 정지한 후에는, 먼저 노광된 화소 패턴열에 대해서, 이것에 대응하는 화소 마스크 패턴열과는 다른 화소 마스크 패턴열의 상이 겹침 노광되어 가지만, 화소 마스크 패턴열은 모두 동일한 형상이기 때문에 문제는 없다.

다음에, 도 13을 이용하여 노광공정의 종기에 대해 설명한다. 피노광 기판(3)만을 스텝 이동시켜 (m-6)번째 쇼트를 실시한 시점에서는, 기판(3) 위에는 노광 영역의 왼쪽에서 5회, 4회, 3회, 2회의 겹침 노광이 이루어진 화소 패턴열과 1회의 노광이 이루어진 화소 패턴열이 존재한다.

다음에, 초기와 마찬가지로, 피노광 기판(3)과 동기시킨 마스크(14)의 스텝 이동을 재개한다. 이것에 의해, 마스크(14) 위의 조명영역(노광영역)에는, 화소 마스크 패턴열(2L ~ 5L)과 제 2의 탭 마스크 패턴(14d')의 안쪽 부분(T2a)이 존재하게 된다. 이 때문에, 이 상태에서 (m-5) 번째 쇼트를 행하면, 기판(3)위에서는, 전회 노광된 화소 패턴열(2L' ~ 5L') 위에 각각 화소 패턴열(2L' ~ 5L')이 겹침 노광되는 것과 동시에, 제 2의 탭 마스크 패턴(14d')의 안쪽부분(T2a)에 대응한 패턴(T2a')이 노광된다.

또한 (m-5)번째 쇼트의 후, 다시 피노광 기판(3)과 마스크(14)를 동기시켜 동일한 방향으로 스텝 이동시켜 (m-4)번째 쇼트를 행하면, 기판(3) 위에서는, 전회 노광된 화소 패턴열(3L' ~ 5L') 및 패턴(T2a') 위에 각각, 화소 패턴열(3L' ~ 5L') 및 패턴(T2a')이 겹침 노광되는 것과 동시에, 제 2의 탭 마스크 패턴(14d')의 외측부분(T2b)에 대응한 패턴(T2b')이 노광된다.

그리고 이 후, 마지막 m번째 쇼트까지, 초기와 마찬가지로 피노광 기판(3)과 마스크(14)를 스텝 이동시킨 후에 쇼트를 행함으로써, (m-2)번째 쇼트의 시점에서 마지막 화소 패턴열(5L')의 5회의 겹침 노광이 종료하고, 또한, 그후 제 2의 탭 마스크 패턴(14d')(T2a, T2b)에 대응하는 탭 패턴(T2a', T2b')의 5회의 겹침 노광도 종료한다. 이것에 의해, 기판(3) 위에 노광된 모든 패턴에 대해서 적정한 노광 광량을 얻을 수 있다.

이상과 같이 하여, 피노광 기판(3)에 대한 마스크(14)를 이용한 모든 화소 패턴(불연속 주기 패턴), 드라이버 패턴(불연속 주기 패턴), 게이트선 패턴(연속 패턴) 및 탭 패턴(단독 패턴)의 적정 노광 광량에서의 노광이, 일련의 노광 공정만으로 완결한다.

도 14에는, 상기 일련의 노광 공정에 있어서의 노광광의 투사(광원(56)의 발광), 마스크(14)의 이동(마스크 스테이지(1)의 구동) 및 피노광 기판(3)의 이동(기판 스테이지(5)의 구동)의 타이밍을 나타내고 있다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 우선, 피노광 기판(3)이 전술한 초기 위치로 이동하는 것과 동시에, 마스크(14)도 제 1의 탭 마스크 패턴의 외측부분(T1a)만이 조명영역(노광영역)으로 들어가는 초기 위치로 이동한다. 이 후, 노광공정의 초기까지, 도 12에서 설명한 바와 같이, 노광광의 투사인 쇼트(노광)와 피노광 기판(3) 및 마스크(14)의 스텝 이동이 교대로 행해지고 있다.

이 후는, 쇼트(노광)와 피노광 기판(3)의 스텝 이동이 교대로 행해지고 있다.

그리고, 노광공정의 종기에 들어가면, 다시 노광과 피노광 기판(3) 및 마스크(14)의 스텝 이동이 교대로 행해진다.

도 15에는, 상기 일련의 노광 공정에 있어서의 제어회로의 동작 흐름도를 도시하고 있다. 이하, 도 1을 병용하여 상기 동작 흐름도에 대해 설명한다.

우선 스텝 S11에서는, 제어회로는, 기판 스테이지(5) 및 마스크 스테이지(1)을 구동하여, 피노광 기판(3) 및 마스크(14)를 상술한 초기 위치에 이동시킨다. 이것에 의해, 노광공정이 개시된다.

다음에, 스텝 S12에서는, 쇼트(노광)를 실시한다. 이 때, 제어 회로는 쇼트의 회수의 계수값을 1 증가시킨다.

다음에, 스텝 S13에서는, 제어회로는, 쇼트회수의 계수값으로부터 스텝 S12에서의 쇼트가 7번째(7'th) 이상의 것인가 아닌가를 판별해, 7번째에 도달하지 않았을 때는 스텝 S14로 진행되어, 피노광 기판(3)과 마스크(4)를 동기시켜 스텝 이동시킨다. 그리고, 스텝 S12로 돌아와, 다시 쇼트(노광)를 행한다.

한편, 스텝 S13에 있어서, 스텝 S12에서의 쇼트가 7번째(7'th) 이상의 것이라고 판별했을 때는, 스텝 S15로 진행되어, 스텝 S12에서의 쇼트가 (m-6)번째(m-6'th) 이상의 것인지 아닌지를 판별한다. (m-6)번째 이상의 것이 아닐 때는, 스텝 S16으로 진행되어, 피노광 기판(3)만을 스텝 이동시켜, 마스크(14)는 정지시킨다. 그리고, 스텝 S12로 돌아와, 다시 쇼트(노광)를 행한다.

또한, 스텝 S15에 있어서, 스텝 S12에서의 쇼트가 (m-6)번째(m-6'th) 이상의 것이라고 판별했을 때는, 스텝 S17로 진행되어, 스텝 S12에서의 쇼트가 최종회(m번째)의 것인지 아닌지를 판별한다. 여기서, m은 피노광 기판(3)에 마스크(14)를 이용해 모든 회로 패턴을 노광하기 위해서 필요로 하는 전체 노광 회수(쇼트 회수)이며, 미리 유저 등에 의해 입력 설정된다.

스텝 S17에 있어서, 아직 최종회(m번째)의 쇼트에 도달하지 않았다고 판별했을 때는, 제어회로는, 스텝 S18로 진행되어, 피노광 기판(3)과 마스크(14)를 동기시켜 스텝 이동시킨 후, 스텝 S12로 돌아와, 다시 쇼트(노광)를 행한다.

또한, 스텝 S17에 있어서, 스텝 S12에서의 쇼트가 최종회(m번째)의 것이라고 판별했을 때는, 제어회로는, 본 플로우(즉, 노광공정)를 종료한다.

본 실시예에 의하면, 제 1실시예와 마찬가지로, 피노광 기판(3)의 스텝 이동과 패턴의 겹침 노광과의 조합에 의해서, 소형의 마스크(14)를 이용하면서도 대형의 피노광 기판(3)에의 적정 노광을 실현할 수 있다. 또, 상기 스텝 이동과 패턴의 겹침 노광과의 조합에 의해, 조명계(7)의 광원(56)의 고출력화, 투영렌즈(2)의 투과율(반사율)의 개선, 기판(3)에 도포되는 포토레지스트의 고감도화의 요구도가 완화되므로, 소위 플래시 온 더 플라이가 가능하게 되어, 생산성이 향상된다. 이 경우, 기판 스테이지(5)에는, 구동의 원활성과 안정성이 요구된다.

또한, 본 실시예에 의하면, 불연속 주기 패턴(화소 패턴, 드라이버 패턴) 및 연속 패턴(게이트선 패턴)의 노광과 단독 패턴(탭 패턴)의 노광을 일련의 노광 공정으로 행할 수 있다.

또한, 상기의 노광 공정의 후, 도시하지 않은 마스크(예를 들면, 5열의 게이트선 마스크 패턴을 가지는 마스크)를 이용하여 각 화소 패턴열에 따른 (세로의) 게이트선 패턴을, 제 1실시예에서 마스크(4)를 이용한 노광시와 같이, 피노광 기판(3)을 스텝 이동시키면서 노광한다.

이것에 의해, 최종적으로 도 9(A) 및 도 9(B)에 도시된 바와 같이, 행렬 형상으로 배치된 화소 패턴(3a)과 가로세로로 격자모양으로 배치된 게이트선 패턴(3b)이 노광되고, 또한 화소 패턴 노광영역의 외주에 드라이버 패턴(3c)과 탭패턴(3d)이 노광된 피노광 기판(3)을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 마스크(14)에 있어서의 마스크 패턴이 형성되어 있는 부분의 외측의 영역을 차광 처리하여, 노광 공정의 초기와 종기에 있어서 상기 영역을 통한 노광광의 누설을 방지하도록 했지만, 이 경우, 상기 차광 영역을 설치한 것은, 마스크(14)를 크게 할 필요가 있다. 그래서, 차광 블레이드(9a, 9b)를 이용하여 마스크 패턴 부분의 외측의 영역으로부터의 노광광의 누설을 방지하도록 해도 된다.

즉, 초기 중에 도 12에 나타내는 첫 번째 쇼트에 앞서, 제 1의 탭 마스크 패턴의 외측 부분(Tla)과 노광 영역의 왼쪽 끝과의 사이에 생기는 영역을 통과한 노광광을 차단하는 위치에 차광 블레이드(9a)를 이동시켜 놓고, 2번째 쇼트 내지 4번째 쇼트가 끝날 때마다 차광 블레이드(9a)를 스텝 이동시켜서, 상기 영역으로부터의 노광광의 누설을 방지한다. 여기서, 차광 블레이드(9a)의 스텝 이동량은, 마스크(14)의 스텝 이동량에 대응한 양이며, 피노광 기판(3)에의 광투사 영역이 n(본 실시예에서는 1) 열의 화소 마스크 패턴 분만큼 변화하는 양이다. 환언하면, 피노광 기판(3)에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 화소 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량이다.

또한, 종기 중에 도 13에 도시한 (m-4)번째 내지 (m-1)번째 쇼트마다, 제 2의 탭 마스크 패턴의 외측부분(T2b)과 노광영역의 오른쪽 끝과의 사이에 생기는 영역을 통과한 노광광을 차단하는 위치에 차광 블레이드(9b)를 상기와 동일한 양만큼 스텝이동시켜서, 상기 영역으로부터의 노광광의 누설을 방지한다.

이것에 의해, 마스크에 차광 처리한 부분을 형성할 필요가 없어지기 때문에, 마스크를 보다 작게 할 수 있다. 또한, 동일한 기능을 제한 슬릿판(55)에 갖게 해도 괜찮다.

또한, 상기 제 1실시예 및 제 2실시예에서 설명한 마스크는 예에 지나지 않고, 화소 마스크 패턴의 열의 수나 각 열에 포함되는 화소수, 게이트선 패턴이나 탭 마스크 패턴 등의 수나 형상 등은 제 1실시예 및 제 2실시예에서 설명한 것에 한정되지 않는다.

<제 3실시예>

다음에, 상기 각 실시예에서 설명한 투영 노광장치를 이용한 액정 디스플레이 패널(반도체 디바이스)의 제조방법의 실시예에 대해 설명한다.

도 16에는, 액정 디스플레이 패널의 제조의 흐름도(flow chart)를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서, 스텝 S101(어레이 설계 공정)에서는, 액정 어레이의 회로설계를 실시한다. 스텝 S102(마스크 제조 공정)에서는, 설계한 회로에 대응하는 마스크 패턴을 가지는 마스크를 제작한다.

한편, 스텝 S103(기판 제조 공정)에서는, 피노광 기판으로서의 유리 기판을 제조한다. 스텝 S104(어레이 제조 공정)는 소위 "전 공정"이라고 칭하고, 스텝 102에서 준비한 마스크를 이용해서 리소그래피 기술에 의해서 유리 기판 위에 실제의 어레이 회로를 형성한다.

이 스텝 S104에 있어서, 상기 제 1실시예 및 제 2실시예에서 설명한 노광 공정을 행한다. 즉, 본 실시예에 있어서의 유리 기판의 제조 방법은, 마스크를 준비하는 공정(스텝 S101 ~ 102)과 상기 마스크를 이용한, 제 1실시예 및 제 2실시예에 나타낸 노광공정(스텝 S104)을 포함한다. 이 스텝 S104의 어레이 제조 공정에 대해서는 한층 더 자세하게 후술한다.

다음의 스텝 S105(패널 제조 공정)는 소위 "후속 공정"이라고 칭하고, 스텝 S104에서 제조된 회로패턴 노광이 끝난 유리기판과 별도의 공정(스텝 S109)에서 제조된 컬러 필터가 부착되고 주변부가 밀봉되어 그 사이에 액정이 주입되는 공정이다. 이것에 의해 액정 디스플레이 패널의 본체가 만들어진다.

스텝 S106(모듈 제조 공정)에서는, 스텝 S105에서 제조된 액정 디스플레이 패널의 본체에 대해서, 탭이나 백 라이트 등의 조립이 이루어져 액정 디스플레이 패널 모듈이 제조된다. 그리고, 스텝 S107(검사공정)에서는, 에이징이 더해진 액정 디스플레이 패널 모듈의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 한다. 이러한 공정을 거쳐 액정 디스플레이 패널이 완성되고, 이것이 스텝 S108에서 출하된다.

도 17은, 상기 스텝 S104의 어레이 제조 공정을 상세하게 설명하는 흐름도이다. 우선, 스텝 S111(박막형성 전 세정)에서는, 유리 기판의 표면에 박막을 형성하기 위한 전 처리로서 세정 공정을 실행한다.

다음에, 스텝 S112(박막 형성 공정)에서는, PCVD법에 의해 유리 기판의 표면에 박막을 형성한다. 다음에, 스텝 S113(레지스트 도포 공정)에서는, 유리 기판의 표면에 소망한 포토레지스트를 도포하여 소성한다.

그리고, 스텝 S114(노광공정)에서는, 제 1실시예 및 제 2실시예에서 설명한 액정 기판 노광 장치 및 마스크를 이용해서, 어레이 회로 패턴을 유리 기판(포토레지스트) 위에 노광한다.

스텝 S115(현상 공정)에서는, 유리 기판 위에 노광한 회로 패턴을 현상한다. 다음에, 스텝 S116(에칭공정)에서는, 현상한 포토레지스트 이외의 부분을 에칭에 의해 제거한다. 또한, 스텝 S117(레지스트 박리공정)에서는, 에칭이 끝나 불필요해진 포토레지스트를 없앤다. 이러한 스텝을 반복하여 실시함으로써, 유리 기판 위에 다중으로 회로 패턴이 형성된다. 그리고, 스텝 S118에 있어서, 회로 패턴이 형성된 유리 기판의 검사, 수정 등을 행하여 완성한 유리 기판(어레이 기판)으로서 도 16의 스텝 S105인 패널 제조 공정에 이용된다.

본 실시예의 제조 방법을 이용하면, 고정밀의 액정 디스플레이 패널을 용이하게 제조할 수 있다.

<제 4실시예>

이하, 상기 제 1실시예 및 제 2실시예에 나타낸 액정 기판 노광 장치에 이용할 수 있는 마스크에 대한 예를 든다.

도 18(A)에는, 제 4실시예로서의 마스크(24)를 도시하고 있다. 이 마스크(24)는, 제 2실시예의 도 10(A)에서 설명한 마스크(14)로부터 드라이버 패턴(14c)를 제외한 것에 상당한다. 즉, 마스크(24)는, 5열의 화소 마스크 패턴(24a)과 게이트선 마스크 패턴(24b)과 화소 마스크 패턴(24a)의 열이 나열되어 있는 방향(도중의 좌우 방향)의 양쪽으로 형성된 탭 마스크 패턴(24c)을 가진다. 또한, 도 18(B)는, 도 1 8(A)에 있어서의 B부분을 확대하여 표시하고 있다.

이 마스크(24)를 이용하여 제 2실시예와 같은 노광 공정을 피노광 기판에 대해서 행하고, 또한 도 8(A) 및 도 8(B)에 도시한 탭 마스크 패턴(34d)만을 가지는 2개의 마스크(34)를 이용하여(단, 마스크(34)의 배치방향은 도 8(A)에 도시한 배치 방향에 대해서 직교하는 방향이 됨), 상기 피노광 기판에 있어서의 화소 패턴 노광 영역의 외주 중에, 마스크(24)에서는 탭 패턴이 노광되지 않은 부분(피노광 기판의 스텝 이동 방향에 대해 직교하는 방향의 양쪽)에 탭 패턴을 노광한다.

또, 도시하지 않은 마스크(예를 들면, 5 열의 게이트선 마스크 패턴을 가지는 마스크)를 이용하여 각 화소 패턴열에 따른 (세로의) 게이트선 패턴을, 제 1실시예에서 마스크(4)를 이용한 노광과 마찬가지로, 피노광 기판(3)을 스텝 이동시키면서 노광한다.

이것에 의해, 최종적으로 도 19(A)에 도시된 바와 같이, 행렬 형상으로 배치된 화소 패턴(3a)과 가로세로로 격자모양으로 배치된 게이트선 패턴(3b)이 노광되고 또한 화소 패턴 노광 영역의 외주에 탭 패턴(3d)이 노광된 피노광 기판(3)을 얻을 수 있다. 또한, 도 19(B)는, 도 19(A)에 있어서의 B부분을 확대하여 표시하고 있다.

<제 5실시예>

도 20(A)에는, 제 5실시예로서의 마스크(44)를 도시하고 있다. 이 마스크(44)는, 제 1실시예의 도 2(A)에서 설명한 마스크(4)로부터 드라이버 패턴(4c)를 제외한 것에 상당한다. 즉, 마스크(44)는, 5열의 화소 마스크 패턴(44a)만을 가진다. 또한, 도 20(B)는, 도 20(A)에 있어서의 B부분을 확대하여 표시하고 있다.

이 마스크(44)를 이용하여 제 1실시예와 마찬가지의 노광공정을 피노광 기판에 대해서 행하고, 또한 도 21(A)에 도시한, 4방향으로 탭 마스크 패턴(54d)만을 가지는 프레임 형상의 마스크(54)를 이용하고, 상기 피노광 기판 위의 화소 패턴의 노광 영역의 외주에 탭 패턴을 노광한다.

또, 도시하지 않은 마스크(예를 들면, 5열의 게이트선 마스크 패턴을 가지는 마스크)를 이용하여 각 화소 패턴열에 따른 (세로의) 게이트선 패턴을, 제 1실시예에서의 마스크(4)를 이용한 노광과 마찬가지로, 피노광 기판(3)을 스텝 이동시키면서 노광한다.

이것에 의해, 최종적으로 도 19(A) 및 도 19(B)에 도시한 바와 같이, 행렬 형상으로 배치된 화소 패턴(3a)과 가로세로로 격자모양으로 배치된 게이트선 패턴(3b)이 노광되고 또한 화상 패턴 노광 영역의 외주에 탭 패턴(3d)이 노광된 피노광 기판(3)을 얻을 수 있다.

이상 설명한 각 실시예는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기의 실시예에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물을 포함하는 취지이다.

예를 들면, 상술한 실시 형태에 있어서는, 렌즈 프로젝션 방식의 등배 주사형 노광 장치에 대해 설명했지만, 본 발명은, 원호형상의 조명 광속으로 마스크를 조명하는 노광장치에 적용할 수 있다. 예를 들면, 투영계로서 미러 프로젝션 방식의 광학계를 가지는 스캔 방식의 투영 노광장치에 적용할 수도 있다.

또한, 노광용 조명광(즉, 광원(56)으로부터의 광선)으로서는, 수은 램프로부터 사출되는 휘선(예를 들면, g선, i선), KrF엑시머 레이저(파장 248nm), ArF엑시머 레이저(파장 193nm), F₂ 레이저(파장 157nm), Ar₂ 레이저(파장 126nm) 또는 YAG 레이저 등의 고조파의 어느 것을 사용해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 특히 액정 디스플레이 패널용 기판에 매우 적합한 노광 기술로서 설명했지만, 본 발명은, 액정 디스플레이 패널 뿐만이 아니라, 각종 반도체소자, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD 등)의 제조에 이용되는 노광 기술로서, 또 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 기술에도 본 발명을 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시예에 의하면, 피노광 부재에는, 노광 스테이지의 스텝 구동(피노광 부재의 스텝이동) 마다 노광 패턴이 n열씩 새롭게 노광되어 가는 것과 동시에, 먼저 노광된 노광 패턴은 소정 회수씩 겹쳐서 노광되어 간다. 이 때문에, 피노광 부재에 노광해야 할 노광 패턴열의 전체수 보다 적은 마스크 패턴열을 가지는 마스크를 사용하는 것이 가능해져, 마스크에 있어서의 마스크 패턴열이 나열되어 있는 방향(피노광 부재의 스텝 이동 방향)의 치수를 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 마스크를 그 주변 영역에서 지지했을 경우에도 마스크의 자체 중량 변형을 억제하는 것이 가능해져, 고해상력으로 대형의 피노광 부재에 대한 투영 노광을 용이하게 실시할 수 있다. 또, 마스크의 소형화에 수반하여 마스크를 저비용화하는 것도 가능하다.

또한, 노광 패턴을 겹쳐서 노광함으로써, 1회의 노광 광량이 작아도, 최종적으로 필요한 노광 광량으로의 패턴 노광이 가능해진다. 이 때문에, 조명광원의 고출력화 요구나 투영 광학계의 투과율(반사율)의 개선 요구나 피노광 부재에 도포되는 포토레지스트의 고감도화의 요구 등을 완화할 수 있다.

또한, 반복하는 노광의 초기와 종기에 있어서, 차광 부재에 의해, 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 함으로써, 노광 패턴을 겹침 노광해 나가는 경우의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서, 불필요한 노광을 하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 피노광 부재에 불연속 패턴을 노광하기 위한 제 1의 마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2의 마스크 패턴을 형성한 마스크를 이용함으로써, 불연속 패턴과 연속 패턴을 동시에 노광해 나가는 것이 가능해진다. 더욱이, 피노광 부재의 상기 스텝 이동에 의해서, 피노광 부재에 노광되는 연속 패턴의 연속성이 확보된다. 이 때문에, 불연속 패턴의 반복 노광과 연속 패턴의 노광을 공정을 나누는 일없이 1개(일련)의 노광 공정으로서 실시할 수 있다.

또, 마스크에 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3의 마스크 패턴도 형성함으로써, 액정 디스플레이 패널용 기판의 회로 패턴과 마찬가지로, 단독 패턴, 불연속(반복) 패턴 및 연속 패턴으로 이루어진 회로 패턴의 피노광 부재에의 노광을 1개(일련)의 노광공정으로 완결하는 것이 가능해져, 마스크를 소형화하여 자체 중량 변형을 방지하면서, 피노광 부재의 반송이나 마스크와 피노광 부재와의 얼라인먼트(alignment) 조정을 용이하게 하고, 한편 피노광 기판의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.

Claims

피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가진 마스크를 이용하는 투영 노광 장치에 있어서,

상기 마스크에 광을 조사하는 조명계;

상기 마스크로부터의 광을 상기 피노광 부재에 투사하는 투영계;

상기 피노광 부재를 이동시키는 노광 스테이지;

상기 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지; 및

상기 조명계로부터 상기 마스크에의 광조사와 상기 노광 스테이지 및 상기 마스크 스테이지의 구동을 제어하는 콘트롤러

를 구비하고;

상기 콘트롤러는, 상기 광조사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 노광스테이지의 스텝구동과 교대로 행하게 하고(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임),

또한 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 노광 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 마스크 스테이지의 스텝 구동을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 1항에 있어서,

상기 피노광 부재에의 광투사를 실시하지 않도록 광을 차단하는 차광 부재; 및

상기 차광부재를 이동시키는 차광 부재 스테이지를 더 구비하고;

상기 콘트롤러는, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 마스크 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 차광부재를, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 이동시키는 상기 차광부재 스테이지의 스텝 구동을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 마스크는, 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1 마스크 패턴과, 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2 마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 3항에 있어서,

상기 마스크는 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3 마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 4항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이, 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수 배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 이용하는 투영 노광장치에 있어서,

상기 마스크에 광을 조사하는 조명계;

상기 조명계로부터의 광을 상기 피노광 부재에 투사하는 투영계;

상기 피노광 부재를 이동시키는 노광 스테이지;

상기 복수 열의 마스크 패턴 중에서, 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하지 않도록 광을 차단하는 차광부재;

상기 차광 부재를 이동시키는 차광 부재 스테이지; 및

상기 조명계로부터 상기 마스크에의 광조사와 상기 노광 스테이지 및 상기 차광 부재 스테이지의 구동을 제어하는 콘트롤러를 구비하고;

상기 콘트롤러는, 상기 광조사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 노광 스테이지의 스텝 구동을 교대로 행하게 하고(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임),

또한 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 스테이지의 스텝 구동에 수반하여, 상기 차광부재를, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 이동시키는 상기 차광부재 스테이지의 스텝 구동을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 6항에 있어서,

상기 마스크는, 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 7항에 있어서,

상기 마스크는, 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
제 8항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이, 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수 배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝; 및

상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와, 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의수보다 작은 자연수)의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 실시하는 제 2스텝을 가지고;

상기 제 2스텝에서, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 10항에 있어서,

상기 제 2스텝에서, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하지 않게 하도록 차광 영역을 형성하고, 상기 차광영역을, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 마스크의 스텝 이동에 수반하여, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 마스크는 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2 마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 12항에 있어서,

상기 마스크는, 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3의 마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 13항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝; 및

상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와, 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 행하는 제 2스텝(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)을 가지고;

상기 제 2스텝에서, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 차광 영역을 형성하고, 상기 차광 영역을, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 15항에 있어서,

상기 마스크는, 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 16항에 있어서,

상기 마스크는, 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
제 17항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수 배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 노광방법.
피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝; 및

상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 행하는 제 2스텝(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)을 가지고;

상기 제 2스텝에서, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여, 상기 마스크를 상기 마스크 패턴의 배열 피치의 n배에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제19항에 있어서,

상기 제 2스텝에서, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 차광영역을 형성하고, 상기 차광영역을, 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 마스크의 스텝 이동에 수반하여, 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 19항 또는 제 20항에 있어서,

상기 마스크는 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1의 마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2의 마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 21항에 있어서,

상기 마스크는 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3 마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 22항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
피노광 부재에 노광 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 마스크 패턴을 가지는 마스크를 준비하는 제 1스텝; 및

상기 마스크에의 광조사에 의한 상기 마스크로부터의 상기 피노광 부재에의 광투사와, 상기 피노광 부재를 상기 노광 패턴의 배열 피치의 n배의 이동량으로 이동시키는 상기 피노광 부재의 스텝 이동을 교대로 실시하는 제 2스텝(단, 상기 n은 상기 마스크 패턴의 열의 수보다 작은 자연수임)을 가지고;

상기 제 2스텝에서, 상기 복수 열의 마스크 패턴 중 일부의 마스크 패턴의 열로부터 상기 피노광 부재에의 광투사를 행하게 하지 않도록 차광영역을 형성하고, 상기 차광영역을 상기 노광 패턴의 반복 노광의 초기와 종기에 있어서의 상기 피노광 부재의 스텝 이동에 수반하여 상기 피노광 부재에서의 광투사 영역에 있어서 n 열의 마스크 패턴의 피치에 상당하는 이동량으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 24항에 있어서,

상기 마스크는, 상기 피노광 부재에 불연속 패턴의 열을 반복하여 노광하기 위한 복수 열의 제 1의 마스크 패턴과 연속 패턴을 노광하기 위한 제 2 마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 25항에 있어서,

상기 마스크는, 단독 패턴을 노광하기 위한 제 3마스크 패턴을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
제 26항에 있어서,

상기 제 3마스크 패턴이 상기 제 1마스크 패턴의 배열 피치의 자연수배의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 피노광 부재의 제조방법.
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